Оценка производительности протоколов доступа к ресурсам систем облачных вычислений

Оценка протоколов доступа;
Сравнение протоколов доступа;
Цель:
Объект исследования:
Протоколы канального уровня семиуровневой модели OSI:
Актуальность:
Протоколы канального уровня получают доступ к среде передачи данных и обеспечивают достоверность передаваемой информации. От правильного выбора протокола доступа будет зависеть качество передаваемых данных

Облачные вычисления
Достоинства:
Доступность и отказоустойчивость;
Экономичность и эффективность;
Простота;
Гибкость и масштабируемость.
Недостатки:
необходимость постоянного соединения с сетью передачи данных;
низкий уровень безопасности;
зависимость от провайдера.

Канальный уровень передачи данных сетевой модели OSI
Назначение канального уровня заключается в формировании и передаче кадров на физический уровень по разделяемому несколькими парами взаимодействующих
устройств каналу связи.
Канальный уровень передачи данных выполняет следующие функции:
получение доступа к среде передачи данных;
выделение границ передаваемого кадра;
аппаратная адресация или адресация канального уровня;
обеспечение достоверности принимаемых данных;
адресация протоколов верхнего уровня.

Протоколы, применяемые в сетях передачи данных СПБ ИВЦ
Fast Ethernet
DA (Destination Address) – адрес получателя; SA (Source Address) - адрес отправителя; L – (Length) информация о размере данных; DSAP, SSAP, Control - заголовок LLC (Указатель типа протокола верхнего уровня); DATA - поле данных; FCS (Frame Check Sequence) - проверочная последовательность кадра.
Формат кадра:

Протоколы, применяемые в сетях передачи данных СПБ ИВЦ
HDLC
FD – границы кадра; address – адрес устройства передачи; control – поле управления; DATA - поле данных;
FCS (Frame Check Sequence) - контрольная последовательность, необходимая для обнаружения ошибок;
HDLC применяется на каналах передачи данных стандарта E1. Скорость передачи данных в канале E1 -2 Мбит/с.
Формат кадра:

Протоколы, применяемые в сетях передачи данных СПБ ИВЦ
SHDSL
UNI NNI
SHDSL - это xDSL-технология, обеспечивающая симметричную дуплексную передачу данных по паре медных проводников.
UNI - (User-to-Network Interface) — интерфейс между конечной станцией и коммутатором; NNI - (Network-to-Network Interface) — интерфейс между двумя коммутаторами; GFC - (Generic Flow Control) — общее управление потоком; VPI - (Virtual Path Identifier) — идентификатор виртуального пути; VCI - (Virtual circuit identifier) — идентификатор виртуального канала; PT - (Payload Type) — тип данных; CLP - (Cell Loss Priority ) — уровень приоритета при потере пакета; HEC - (Header Error Control) — поле контроля ошибок.

Пропускная способность протоколов
Пропускная способность протокола может быть:
номинальной;
эффективной.
Эффективная пропускная способность протокола – это скорость передачи реальных данных, то есть тех данных, которые инкапсулированы в передаваемые пакеты.
Номинальной пропускной способностью протокола – это битовая скорость передачи данных, поддерживаемая на интервале передачи одного кадра.
Технологическая
пауза
Передача кадров:

Размеры кадра и пакета
Большой размер передаваемого пакета означает, что передаваемая информация будет делиться на меньшее число частей, следствием чего будет меньшее количество передаваемых пакетов и передаваемых кадров соответственно. Меньше количество передаваемых кадров приведёт к уменьшению размера совокупной передаваемой служебной информации, а значит эффективная пропускная способность увеличится.
Время доступа к среде передачи данных:
Время доступа к среде складывается из:
номинального времени доступа;
времени ожидания доступа.
Номинальное время доступа – это время доступа к незагруженной среде передачи данных, когда передающий сетевой узел не конкурирует с другими узлами за соединение с принимающим узлом.
Время ожидания доступа зависит от задержек, возникающих из-за разделения передающей среды между несколькими одновременно работающими сетевыми станциями.

Описание тестового стенда
Fast Ethernet
HDLC
SHDSL

Аппаратные и программные средства тестирования
Клиент: Intel Core i3-4010 1.7GHz CPU, 4Gb RAM, установлена ОС windows 10;
Сервер: Intel Core i5-5200 2.2GHz CPU, 8Gb RAM, установлена ОС windows 10;
Модемы: ZyXEL P-793;
Маршрутизаторы Cisco 1841, Cisco 2811;
Программа, эмулирующая работу клиента и сервера – Mikrotik bandwidth test v0.1.

Максимальный размер передаваемого пакета
Fast Ethernet
HDLC
SHDSL
Чтение
Запись

Минимальный размер передаваемого пакета
Fast Ethernet
SHDSL
HDLC
Чтение
Запись

Передача данных при загруженной среде
Fast Ethernet
SHDSL
HDLC
Чтение
Запись